DE102008015400B4

DE102008015400B4 - Differential arrangement for the controlled distribution of a drive torque

Info

Publication number: DE102008015400B4
Application number: DE102008015400.8A
Authority: DE
Inventors: Rainer Petersen; Dr.-Ing. Sue Armin; Andreas Lutz; Peter Tenberge; Jörg Möckel
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2008-03-22
Filing date: 2008-03-22
Publication date: 2020-02-27
Anticipated expiration: 2028-03-23
Also published as: DE102008015400A1

Abstract

Differentialanordnung zur gesteuerten Verteilung eines Antriebsmomentes auf zwei Räder einer ersten angetriebenen Achse, umfassend- ein Differential (12) mit einem von einem Antriebselement rotierend antreibbaren Differentialkorb (18), und einem in dem Differentialkorb (18) angeordneten Planetengetriebe, dessen Hohlrad (22) mit dem Differentialkorb (18) umläuft und dessen Sonnenrad (28) und Planetenträger (24) jeweils mit einer von zwei einander axial benachbarten Ausgangswellen (30, 32) verbunden ist, wobei der Differentialkorb (18) einen zu einer der Ausgangswellen (30) koaxialen Verlängerungsbereich (42) aufweist,- eine Hohlradübersetzungsstufe (14), umfassend ein mit dem Verlängerungsbereich (42) des Differentialkorbes (18) verbundenes Eingangsstirnrad (44), ein achsparallel exzentrisch versetztes Hohlrad (48), das mit dem Eingangsstirnrad (44) kämmt, und ein ebenfalls mit dem Hohlrad (48) kämmendes Ausgangsstirnrad (46),- eine steuerbare Querkupplungsanordnung (16), die über die Hohlradübersetzungsstufe (14) mit dem Verlängerungsbereich (42) des Differentialkorbes (18) gekoppelt ist und mittels der ein mit dem Ausgangsstirnrad (46) gekoppeltes Eingangs-Reibelement (34; 36a,b) selektiv mit zwei Ausgangsreibelementen (38a,b), die mit je einer der Ausgangswellen (30, 32) gekoppelt sind, gesteuert kuppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Verlängerungsbereich (42) des Differentialkorbes (18) ein mit diesem rotierendes Tellerrad (50) angeordnet ist, welches zusammen mit einem mit ihm kämmenden Ritzel (52) einen Winkeltrieb bildet, über den ein Moment zu einer zweiten angetriebenen Achse übertragbar ist.Differential arrangement for the controlled distribution of a drive torque to two wheels of a first driven axle, comprising - a differential (12) with a differential cage (18) which can be driven in rotation by a drive element, and a planetary gear arranged in the differential cage (18), the ring gear (22) of which rotates around the differential carrier (18) and its sun gear (28) and planet carrier (24) are each connected to one of two axially adjacent output shafts (30, 32), the differential carrier (18) having an extension region coaxial with one of the output shafts (30) (42), - a ring gear ratio stage (14), comprising an input spur gear (44) connected to the extension area (42) of the differential carrier (18), an axially parallel offset eccentric ring gear (48) which meshes with the input spur gear (44), and an also with the ring gear (48) meshing output spur gear (46), - a controllable cross-clutch arrangement (16), the ü Via the ring gear ratio stage (14) is coupled to the extension area (42) of the differential carrier (18) and by means of which an input friction element (34; 36a, b) can be selectively coupled with two output friction elements (38a, b), each of which is coupled to one of the output shafts (30, 32), characterized in that on the extension region (42) of the differential carrier (18) one with the latter Rotating ring gear (50) is arranged, which together with a pinion (52) meshing with it forms an angular drive, via which a torque can be transmitted to a second driven axis.

Description

Gegenstand der ErfindungSubject of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf eine Differentialanordnung zur gesteuerten Verteilung eines Antriebsmomentes auf zwei Räder einer ersten angetriebenen Achse, umfassend

- ein Differential mit einem von einem Antriebselement rotierend antreibbaren Differentialkorb, und einem in dem Differentialkorb angeordneten Planetengetriebe, dessen Hohlrad mit dem Differentialkorb umläuft und dessen Sonnenrad und Planetenträger jeweils mit einer von zwei einander axial benachbarten Ausgangswellen verbunden ist, wobei der Differentialkorb einen zu einer der Ausgangswellen koaxialen Verlängerungsbereich aufweist,
- eine Hohlradübersetzungsstufe, umfassend ein mit dem Verlängerungsbereich des Differentialkorbes verbundenes Eingangsstirnrad, ein achsparallel exzentrisch versetztes Hohlrad, das mit dem Eingangsstirnrad kämmt, und ein ebenfalls mit dem Hohlrad kämmendes Ausgangsstirnrad,
- eine steuerbare Querkupplungsanordnung, die über die Hohlradübersetzungsstufe mit dem Verlängerungsbereich des Differentialkorbes gekoppelt ist und mittels der ein mit dem Ausgangsstirnrad gekoppeltes Eingangs-Reibelement selektiv mit zwei Ausgangsreibelementen, die mit je einer der Ausgangswellen gekoppelt sind, gesteuert kuppelbar ist.

The invention relates to a differential arrangement for the controlled distribution of a drive torque to two wheels of a first driven axle, comprising

- A differential with a differential cage which can be driven in rotation by a drive element, and a planetary gear arranged in the differential cage, the ring gear of which rotates with the differential cage and the sun gear and planet carrier are each connected to one of two axially adjacent output shafts, the differential cage one to one of the Output shafts has coaxial extension area,
a ring gear ratio stage comprising an input spur gear connected to the extension area of the differential cage, an axially parallel offset eccentric ring gear which meshes with the input spur gear, and an output spur gear which also meshes with the ring gear,
- A controllable cross clutch arrangement, which is coupled via the ring gear ratio stage to the extension area of the differential carrier and by means of which an input friction element coupled to the output spur gear can be selectively coupled in a controlled manner to two output friction elements, which are each coupled to one of the output shafts.

Stand der TechnikState of the art

Derartige Differentialanordnungen sind bekannt aus der DE 10 2006 008 236 A1 . Sie stellen eine besonders vorteilhafte Ausbildung eines aktiven Momentenverteilungsgetriebes dar, die insbesondere zur Querverteilung des Antriebsmomentes auf die beiden Seiten einer angetriebenen Achse einsetzbar ist.Such differential arrangements are known from the DE 10 2006 008 236 A1 , They represent a particularly advantageous embodiment of an active torque distribution gear, which can be used in particular for the transverse distribution of the drive torque on the two sides of a driven axle.

Die eigentliche Verteilerwirkung erfolgt durch ein herkömmliches, als Planetengetriebe ausgebildetes Differential, dessen mit dem Differentialkorb verbundenes Hohlrad als Eingangselement und dessen Sonnenrad bzw. dessen Planetenträger als Ausgangselemente dienen. Die Ausgangselemente sind mit je einer Ausgangswelle verbunden, die sich entlang der Rotationsachse des Differentialkorbes in einander entgegengesetzte Richtungen erstrecken. Axial versetzt zu dem Differential befindet sich eine als Kombination zweier Reibkupplungen ausgebildete Querkupplungsanordnung. Ein Kupplungskorb, der zwei erste Sätze von Kupplungslamellen trägt, rotiert gekoppelt mit dem Differentialkorb. Zwei zweite Sätze von Reiblamellen, die mit je einem der ersten Sätze von Reiblamellen wechselwirken, sind mit je einer der Ausgangswellen des Differentials gekoppelt, insbesondere mit je einem von dessen Ausgangselementen verbunden. Bei einer typischen Auslegung trägt die mit dem Sonnenrad des Differentials verbundene Ausgangswelle einen der zweiten Sätze von Reibelementen der Querkupplungsanordnung. Dieser Lamellensatz ist somit unmittelbar mit einer Ausgangswelle des Differentials gekoppelt. Koaxial zu dieser Ausgangswelle ist eine Hohlwelle angeordnet, die mit dem Planetenträger des Differentials verbunden ist. Diese Hohlwelle trägt ebenfalls einen der zweiten Sätze von Reiblamellen der Querkupplungsanordnung. Diese sind somit mittelbar mit der sich in die andere Richtung des Differentials erstreckenden zweiten Ausgangswelle gekoppelt. Durch selektive, gesteuerte Betätigung der Querkupplungsanordnung, was im Ergebnis einer graduellen Kopplung zwischen dem Differentialkorb und den Ausgangswellen des Differentials entspricht, lässt sich das eingeleitete Moment gezielt auf die beiden Ausgangswellen verteilen.The actual distribution effect takes place through a conventional differential designed as a planetary gear, the ring gear connected to the differential cage serving as an input element and its sun gear or its planet carrier serving as output elements. The output elements are each connected to an output shaft, which extend in opposite directions along the axis of rotation of the differential carrier. Axially offset from the differential is a cross clutch arrangement designed as a combination of two friction clutches. A clutch basket, which carries two first sets of clutch plates, rotates coupled to the differential basket. Two second sets of friction plates, each of which interacts with one of the first sets of friction plates, are coupled to one of the output shafts of the differential, in particular to one of its output elements. In a typical design, the output shaft connected to the differential sun gear carries one of the second sets of friction elements of the cross clutch assembly. This set of plates is thus directly coupled to an output shaft of the differential. A hollow shaft is arranged coaxially with this output shaft and is connected to the planet carrier of the differential. This hollow shaft also carries one of the second sets of friction plates of the cross clutch arrangement. These are thus indirectly coupled to the second output shaft extending in the other direction of the differential. By selective, controlled actuation of the cross clutch arrangement, which as a result corresponds to a gradual coupling between the differential carrier and the output shafts of the differential, the torque introduced can be distributed specifically between the two output shafts.

Um den durch die Querkupplungsanordnung erzeugten Reibungsverlust zu kompensieren, ist zwischen dem Differential und der Querkupplungsanordnung eine Übersetzungsstufe ins „Schnelle“ vorgesehen. Diese ist als eine Hohlradübersetzungsstufe ausgebildet. Eine mit dem Differentialkorb starr verbundene Welle, die hier als Verlängerungsbereich des Differentialkorbes bezeichnet wird und die koaxial zu der ersten Ausgangswelle angeordnet ist, trägt ein Stirnrad als Eingangselement der Hohlradübersetzungsstufe. Dieses Stirnrad kämmt mit einem ersten axialen Bereich eines achsparallel exzentrisch angeordneten Hohlrades größeren Durchmessers. Benachbart zu dem ersten axialen Bereich weist das Hohlrad einen zweiten axialen Bereich auf, der vorzugsweise einen anderen Durchmesser und eine andere Zähnezahl als der erste axiale Bereich aufweist. Mit diesem zweiten axialen Bereich kämmt ein zweites Stirnrad, welches mit dem Kupplungskorb der Querkupplungsanordnung verbunden ist. Es sind auch andere Ausgestaltungen der Hohlradübersetzungsstufe bekannt, bei denen beispielsweise keine unterschiedlichen Durchmesser der axialen Bereiche des Hohlrades vorgesehen sind.In order to compensate for the loss of friction generated by the cross clutch arrangement, a “fast” step is provided between the differential and the cross clutch arrangement. This is designed as a ring gear ratio. A shaft rigidly connected to the differential cage, which is referred to here as an extension region of the differential cage and which is arranged coaxially with the first output shaft, carries a spur gear as an input element of the ring gear ratio stage. This spur gear meshes with a first axial region of a ring gear of larger diameter, which is arranged eccentrically parallel to the axis. Adjacent to the first axial area, the ring gear has a second axial area, which preferably has a different diameter and a different number of teeth than the first axial area. A second spur gear meshes with this second axial region, which is connected to the clutch basket of the cross clutch arrangement. Other configurations of the ring gear transmission stage are also known, in which, for example, no different diameters of the axial regions of the ring gear are provided.

Aus der WO 2007/ 035 977 A2 ist eine Differentialanordnung bekannt, bei dem als Antrieb ein Winkeltrieb verwendet wird.A differential arrangement is known from WO 2007/035 977 A2, in which an angular drive is used as the drive.

Nachteilig bei der bekannten Differentialanordnung ist die Beschränkung ihres Einsatzes auf Fahrzeuge mit nur einer angetriebenen Achse. Dies resultiert in der Praxis aus dem nicht unerheblichen Bauraum, den die Anordnung benötigt und der folglich nicht mehr für ein Verteilergetriebe eines Vierradfahrzeuges zur Verfügung steht.A disadvantage of the known differential arrangement is the limitation of its use to vehicles with only one driven axle. In practice, this results from the not inconsiderable installation space which the arrangement requires and which is consequently no longer available for a transfer case of a four-wheel vehicle.

Aufgabenstellung task

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Differentialanordnung derart weiterzubilden, dass sie bauraumoptimiert zum Einsatz in Vierradfahrzeugen geeignet ist.It is the object of the present invention to develop a generic differential arrangement such that it is suitable for use in four-wheel vehicles in a space-optimized manner.

Darlegung der ErfindungStatement of the invention

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 dadurch gelöst, dass an dem Verlängerungsbereich des Differentialkorbes ein mit diesem rotierendes Tellerrad angeordnet ist, welches zusammen mit einem mit ihm kämmenden Ritzel einen Winkeltrieb bildet, über den ein Moment zu einer zweiten angetriebenen Achse übertragbar ist.This object is achieved in connection with the features of the preamble of claim 1 in that on the extension area of the differential cage there is arranged a rotating ring gear which, together with a pinion meshing with it, forms an angular drive via which a torque is driven to a second one Axis is transferable.

In der Praxis wird hierzu der Verlängerungsbereich des Differentialkorbes axial geringfügig vergrößert, sodass ein mit dem Differentialkorb umlaufendes und vorzugsweise zwischen dem Differential und der Hohlradübersetzungsstufe angeordnetes Tellerrad Platz findet. Dieses Tellerrad kämmt mit einem Ritzel, welches bevorzugt eine Kardanwelle antreibt, die das Antriebsmoment auf eine zweite angetriebene Achse überträgt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Kardanwelle einen Differentialkorb eines Querdifferentials der zweiten angetriebenen Achse antreibt. Besonders bevorzugt kann die Verteilergetriebeanordnung der zweiten angetriebenen Achse analog zu der oben geschilderten Verteilergetriebeanordnung der ersten angetriebenen Achse ausgebildet sein.In practice, the extension area of the differential cage is axially slightly increased, so that there is space for a crown wheel rotating with the differential cage and preferably arranged between the differential and the ring gear ratio stage. This ring gear meshes with a pinion, which preferably drives a propeller shaft, which transmits the drive torque to a second driven axle. In particular, it can be provided that the cardan shaft drives a differential cage of a transverse differential of the second driven axle. The transfer case arrangement of the second driven axle can particularly preferably be designed analogously to the transfer case arrangement of the first driven axle described above.

Man beachte, dass die Begriffe „Tellerrad“ und „Ritzel“, wie sie hier im Zusammenhang mit dem Winkeltrieb verwendet werden, weit zu verstehen sind. Besonders bevorzugt sind beide Einheiten als Kegelräder ausgebildet. Alternativ ist auch eine Kronenrad/Stirnrad-Kombination denkbar, wobei beide Elemente geometrisch austauschbar sind.It should be noted that the terms “ring gear” and “pinion” as used here in connection with the angular drive are to be understood widely. Both units are particularly preferably designed as bevel gears. Alternatively, a crown gear / spur gear combination is also conceivable, both elements being geometrically interchangeable.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist eine bauraumoptimierte Kombination der bekannten Getriebeanordnung mit einem Vierradantrieb eines Fahrzeugs möglich. Dabei ist es lediglich erforderlich, den Verlängerungsbereich des Differentialkorbs geringfügig axial zu strecken, um Platz für das erfindungsgemäße Tellerrad zu schaffen.The arrangement according to the invention enables a space-optimized combination of the known transmission arrangement with a four-wheel drive of a vehicle. It is only necessary to slightly extend the extension area of the differential carrier axially in order to make room for the ring gear according to the invention.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Verlängerungsbereich des Differentialkorbes modular aufgebaut ist, wobei der das Tellerrad tragende Bereich und der das Eingangsstirnrad der Hohlradübersetzungsstufe tragende Bereich als austauschbare Module ausgebildet sind. Hieraus ergibt sich der Vorteil eines Baukastensystems in der Serienfertigung. So können beispielsweise unter Beibehaltung aller wesentlichen Komponenten Serienfahrzeugvarianten mit und ohne aktive Querverteilung des Antriebsmomentes auf die erste angetriebene Achse sowie mit und ohne Vierradantrieb realisiert werden, wobei lediglich einzelne Module der Differentialkorbverlängerung ausgetauscht werden müssen. Dies stellt einen erheblichen Kostenvorteil für die Fertigung dar.It is preferably provided that the extension area of the differential cage is of modular construction, the area carrying the ring gear and the area carrying the input spur gear of the ring gear ratio stage being designed as interchangeable modules. This results in the advantage of a modular system in series production. For example, series vehicle variants with and without active transverse distribution of the drive torque to the first driven axle as well as with and without four-wheel drive can be realized while all essential components are retained, with only individual modules of the differential cage extension having to be replaced. This represents a significant cost advantage for manufacturing.

Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Ritzel des Winkeltriebs mit einem Eingangselement einer benachbart angeordneten, steuerbaren Längskupplung verbunden ist, deren Ausgangselement mit einer mit der zweiten Achse gekoppelten Kardanwelle verbunden ist. Die Längskupplung ist vorzugsweise als Haldex-Kupplung ausgebildet. Typischerweise sind Vierradfahrzeuge zur gesteuerten Verteilung des Antriebsmomentes zwischen den angetriebenen Achsen mit einer Längskupplung, beispielsweise einer Haldex-Kupplung ausgestattet. Diese befindet sich üblicherweise in unmittelbarer Nähe des Differentials der zweiten angetriebenen Achse, d.h. im Ausgangsbereich der Kardanwelle. Dort sind auch ein eigenes Steuergerät sowie eine eigene Hydraulikanordnung zur Betätigung der Längskupplung vorgesehen. Die genannte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sieht nun eine Verlagerung der Längskupplung in die unmittelbare Nähe des Winkeltriebs, d.h. in den Eingangsbereich der Kardanwelle vor. Dies hat den Vorteil, dass für die Steuerung der Querkupplungsanordnung und der Längskupplung ein gemeinsames Steuergerät und/oder für die Betätigung der Längskupplung und der Querkupplungsanordnung eine gemeinsame Hydraulikanordnung verwendet werden können. Dies führt zu deutlichen Kosten-, wie auch Bauraum- und Gewichtsvorteilen.In a further development of the invention it is provided that the pinion of the angular drive is connected to an input element of an adjacent, controllable longitudinal coupling, the output element of which is connected to a cardan shaft coupled to the second axis. The longitudinal coupling is preferably designed as a Haldex coupling. Typically, four-wheel vehicles are equipped with a longitudinal clutch, for example a Haldex clutch, for the controlled distribution of the drive torque between the driven axles. This is usually in the immediate vicinity of the differential of the second driven axle, i.e. in the output area of the cardan shaft. There is also its own control unit and its own hydraulic system for actuating the longitudinal coupling. The mentioned development of the present invention now sees a displacement of the longitudinal coupling in the immediate vicinity of the angular drive, i.e. in the input area of the cardan shaft. This has the advantage that a common control unit can be used to control the cross-coupling arrangement and the longitudinal coupling and / or a common hydraulic arrangement can be used to actuate the longitudinal coupling and the cross-coupling arrangement. This leads to significant cost, space and weight advantages.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden speziellen Beschreibung sowie den Zeichnungen.Further features of the invention result from the following special description and the drawings.

Figurenlistelist of figures

Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Differentialanord nu ng.
2 eine schematische Darstellung einer Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Differentialanordnung.

Show it:

1 a schematic representation of a differential arrangement according to the invention.
2 is a schematic representation of a further development of a differential arrangement according to the invention.

Beschreibung bevorzugter AusführungsformenDescription of preferred embodiments

1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Differentialanordnung 10. Die Anordnung umfasst drei aus dem Stand der Technik bekannte Funktionselemente, nämlich ein Differential 12, eine Hohlradübersetzungsstufe 14 und eine Querkupplungsanordnung 16. Das Differential 12 umfasst einen Differentialkorb 18, der über eine Außenverzahnung 20 von einem nicht dargestellten Antriebselement rotierend antreibbar ist. Der Differentialkorb 18 weist eine Innenverzahnung auf, die als Hohlrad 22 eines Planetengetriebes wirkt. Das Planetengetriebe umfasst weiter einen Planetenträger 24, der miteinander verzahnte Doppelritzel 26 trägt. Jedes Doppelritzelpaar 26 kämmt einerseits mit dem Hohlrad 22 und andererseits mit dem Sonnenrad 28 des Planetengetriebes. Dabei kann eine beliebige Übersetzung realisiert werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, anstelle der Doppelritzel 26 Einzelritzel zu verwenden, sofern die erforderliche Übersetzung dargestellt und die resultierende Richtungsumkehr anderweitig kompensiert werden kann. Das Sonnenrad 28 ist mit einer ersten Ausgangswelle 30 des Differentials 12 verbunden. Der Planetenträger 24 ist mit einer zweiten Ausgangswelle 32 des Differentials 12 verbunden. Auf diese Weise kann eine passive Momentenverteilung des über die Eingangsverzahnung 20 eingeleiteten Momentes auf die beiden Ausgangswellen 30 und 32 erreicht werden. 1 shows a schematic representation of a differential arrangement according to the invention 10 , The arrangement comprises three functional elements known from the prior art, namely a differential 12 , a ring gear ratio 14 and a cross clutch assembly 16 , The differential 12 includes a differential cage 18 who about an external toothing 20 can be driven in rotation by a drive element, not shown. The differential cage 18 has an internal toothing, the ring gear 22 of a planetary gear acts. The planetary gear further comprises a planet carrier 24 , the interlocking double pinion 26 wearing. Each pair of double pinions 26 on the one hand combs with the ring gear 22 and on the other hand with the sun gear 28 of the planetary gear. Any translation can be implemented. Of course it is also possible to replace the double pinion 26 Single pinion to be used, provided the required gear ratio is shown and the resulting reversal of direction can be compensated for otherwise. The sun gear 28 is with a first output shaft 30 of the differential 12 connected. The planet carrier 24 is with a second output shaft 32 of the differential 12 connected. In this way, a passive torque distribution of the input teeth 20 initiated moment on the two output shafts 30 and 32 can be achieved.

Um eine aktive Steuerung der Momentenverteilung zu erreichen, ist die Querkupplungsanordnung 16 vorgesehen. Diese umfasst einen mit dem Differentialkorb 18 gekoppelten Kupplungskorb 34, der zwei Sätze von Außenlamellen 36a, 36b trägt. Der erste Satz von Außenlamellen 36a wechselwirkt mit Innenlamellen 38a, die mit der Ausgangswelle 30 des Differentials 12 verbunden sind. Der zweite Satz von Außenlamellen 36b wechselwirkt mit Innenlamellen 38b, die von einer Hohlwelle 40 getragen sind, welche koaxial zu der Ausgangswelle 30 des Differentials 12 liegt und mit dem Planetenträger 24 des Differentials 12 verbunden ist. Somit besteht eine Verbindung der Innenlamellen 38b mit der Ausgangswelle 32. Durch selektive Steuerung der Querkupplungsanordnung 16 können somit die Ausgangswellen 30, 32 des Differentials 12 selektiv und graduell mit dem Differentialkorb 18 gekoppelt werden. Dies führt zu einer aktiven Steuerbarkeit der Momentenverteilung im Differential 12.In order to achieve an active control of the torque distribution, the cross clutch arrangement is 16 intended. This includes one with the differential cage 18 coupled clutch basket 34 , the two sets of outer slats 36a . 36b wearing. The first set of outer slats 36a interacts with inner slats 38a that with the output shaft 30 of the differential 12 are connected. The second set of outer slats 36b interacts with inner slats 38b by a hollow shaft 40 which are coaxial with the output shaft 30 of the differential 12 lies and with the planet carrier 24 of the differential 12 connected is. Thus there is a connection of the inner slats 38b with the output shaft 32 , By selective control of the cross clutch arrangement 16 can thus the output waves 30 . 32 of the differential 12 selective and gradual with the differential cage 18 be coupled. This leads to an active controllability of the torque distribution in the differential 12 ,

Um den Reibungsverlust in der Querkupplungsanordnung 16 zu kompensieren ist der Differentialkorb 18 nicht direkt mit der Querkupplungsanordnung 16 verbunden. Vielmehr ist eine koaxial zu den Wellen 30 und 40 angeordnete Differentialkorbverlängerung 42 vorgesehen, welche an ihrem differentialfernen Ende ein Eingangstirnrad 44 aufweist, das als Eingangselement der Hohlradübersetzungsstufe 14 dient. Ausgangselement der Hohlradübersetzungsstufe 14 ist ein weiteres Ausgangsstirnrad 46, das mit dem Kupplungskorb 34 der Querkupplungsanordnung 16 verbunden ist. Gekoppelt ist das Eingangsstirnrad 44 mit dem Ausgangsstirnrad 46 mittels eines achsparallel exzentrisch versetzten Hohlrades 48, welches bei der dargestellten Ausführungsform zwei axiale Bereiche unterschiedlichen Durchmessers und unterschiedlicher Zähnezahl aufweist. Auf diese Weise wird eine Übersetzung zum „Schnellen“ hin realisiert.To the loss of friction in the cross clutch assembly 16 the differential cage is to be compensated 18 not directly with the cross clutch assembly 16 connected. Rather, it is coaxial with the waves 30 and 40 arranged differential cage extension 42 provided which has an input spur gear at its end remote from the differential 44 has that as an input element of the ring gear ratio 14 serves. Output element of the ring gear ratio 14 is another output spur gear 46 that with the clutch basket 34 the cross coupling arrangement 16 connected is. The input spur gear is coupled 44 with the output spur gear 46 by means of a ring gear offset eccentrically parallel to the axis 48 , which in the embodiment shown has two axial areas of different diameter and different number of teeth. In this way, a translation for "fast" is realized.

Weiter weist die Differentialkorbverlängerung 42 ein Tellerrad 50 auf, das bei der dargestellten Ausführungsform als Kegelrad großen Durchmessers ausgebildet ist, welches mit dem Differentialkorb 18 bzw. der Differentialkorbverlängerung 42 mitrotiert. Das Tellerrad 50 bildet das Eingangselement eines Winkeltriebes, der weiter ein bei der gezeigten Ausführungsform ebenfalls als Kegelrad ausgebildetes Ritzel 52 aufweist. Das Ritzel 52 ist mit einer Kardanwelle 54 verbunden, die das in sie eingeleitete Moment in nicht näher dargestellter Weise auf eine zweite angetriebene Achse des Fahrzeugs überträgt.The differential cage extension also shows 42 a ring gear 50 on, which is formed in the illustrated embodiment as a bevel gear of large diameter, which with the differential carrier 18 or the differential cage extension 42 co-rotates. The ring gear 50 forms the input element of an angular drive, which further comprises a pinion which is also formed as a bevel gear in the embodiment shown 52 having. The pinion 52 is with a cardan shaft 54 connected, which transmits the torque introduced into it in a manner not shown to a second driven axle of the vehicle.

2 zeigt eine Weiterbildung der vorliegenden Erfindung. In Ergänzung der in 1 dargestellten Ausführungsform weist diese Weiterbildung der Erfindung eine Längskupplung 56 auf, über die die Kardanwelle 54 mittelbar mit dem Ritzel 52 gekoppelt ist. Über diese Längskupplung 56 kann eine gesteuerte Momentenverteilung zwischen den angetriebenen Achsen des Fahrzeugs erfolgen. Die Längskupplung 56 kann als Haldex-Kupplung ausgeführt werden. 2 shows a development of the present invention. In addition to the in 1 Embodiment shown, this development of the invention has a longitudinal coupling 56 on which the propeller shaft 54 indirectly with the pinion 52 is coupled. About this longitudinal coupling 56 can be a controlled torque distribution between the driven axles of the vehicle. The longitudinal coupling 56 can be designed as a Haldex coupling.

Besonders vorteilhaft ist ein modularer Aufbau der Differentialkorbverlängerung 42. So kann die Differentialkorbverlängerung 42 aus mehreren austauschbaren Modulen bestehen, wobei beispielsweise das Tellerrad 50 und das Eingangsstirnrad 44 der Hohlradübersetzungsstufe auf koppelbaren, unterschiedlichen Modulen angeordnet sein können, die durch Alternativmodule ohne das jeweilige Zahnradelement ersetzt werden können. Auf diese Weise lassen sich bei der Serienfertigung bei im Übrigen im Wesentlichen gleichem Aufbau der Differentialanordnung leicht modellabhängige Varianten schaffen. Der aufwendigste Fall wäre dabei die in 2 dargestellte Variante mit aktiver Quer- und Längsverteilung des Antriebsmomentes bei Zweiachsantrieb. Die einfachste Variante wäre die passive Momentenverteilung beim Einachsantrieb. Dazwischen sind Varianten mit aktiver Momentenverteilung bei Einachsantrieb, passiver Momentenverteilung bei Zweiachsantrieb und teils passiver, teils aktiver Momentenverteilung bei Zweiachsantrieb möglich.A modular construction of the differential cage extension is particularly advantageous 42 , So the differential cage extension 42 consist of several interchangeable modules, for example the ring gear 50 and the input spur gear 44 the ring gear ratio stage can be arranged on couplable, different modules, which can be replaced by alternative modules without the respective gear element. In this way, it is easy to create model-dependent variants in series production with essentially the same structure of the differential arrangement. The most complex case would be the in 2 shown variant with active transverse and longitudinal distribution of the drive torque with two-axis drive. The simplest variant would be the passive torque distribution for the single-axis drive. In between, variants with active torque distribution with single-axis drive, passive torque distribution with two-axis drive and partly passive, partly active torque distribution with two-axis drive are possible.

Natürlich stellen die in der speziellen Beschreibung diskutierten und in den Figuren gezeigten Ausführungsformen nur illustrative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung dar. Dem Fachmann ist ein breites Spektrum von Variationsmöglichkeiten anhand gegeben. Of course, the embodiments discussed in the specific description and shown in the figures represent only illustrative exemplary embodiments of the present invention. A broad spectrum of possible variations is given to the person skilled in the art.

Insbesondere sind die Dimensionierungen, die Wahl der Übersetzungsverhältnisse, die spezielle Art der Ansteuerung sowie die konkrete Art und Weise der Kupplungsbetätigungen vom Fachmann auf den jeweiligen Einzelfall abzustimmen.In particular, the dimensions, the choice of gear ratios, the special type of control as well as the specific type of clutch actuation are to be adjusted by the specialist to the respective individual case.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010: Differentialanordnungdifferential assembly
1212: Differentialdifferential
1414: HohlradübersetzungsstufeHohlradübersetzungsstufe
1616: QuerkupplungsanordnungCross coupling assembly
1818: Differentialkorbdifferential carrier
2020: Außenverzahnungexternal teeth
2222: Hohlradring gear
2424: Planetenträgerplanet carrier
2626: Planetenräderplanetary gears
2828: Sonnenradsun
3030: erste Ausgangswelle von 12 first output shaft from 12
3232: zweite Ausgangswelle von 12 second output wave from 12
3434: Kupplungskorbclutch basket
36a,b36a, b: erste Lamellensätze von 16 first sets of fins from 16
38a,b38a, b: zweite Lamellensätze von 16 second sets of fins from 16
4040: Hohlwellehollow shaft
4242: DifferentialkorbverlängerungDifferential carrier extension
4444: Eingangsstirnrad von 14 Input spur gear from 14
4646: Ausgangsstirnrad von 14 Output spur gear from 14
4848: Hohlrad von 14 Ring gear from 14
5050: Tellerradcrown
5252: Ritzelpinion
5454: Kardanwellepropeller shaft
5656: Längskupplungsectionalizer

Claims

Differential arrangement for the controlled distribution of a drive torque to two wheels of a first driven axle, comprising - a differential (12) with a differential cage (18) which can be driven in rotation by a drive element, and a planetary gear arranged in the differential cage (18), the ring gear (22) of which rotates around the differential cage (18) and its sun gear (28) and planet carrier (24) are each connected to one of two axially adjacent output shafts (30, 32), the differential cage (18) having an extension area coaxial with one of the output shafts (30) (42), - a ring gear ratio stage (14) comprising an input spur gear (44) connected to the extension area (42) of the differential carrier (18), a ring gear (48) offset eccentrically parallel to the axis, which meshes with the input spur gear (44), and an also with the ring gear (48) meshing output spur gear (46), - a controllable cross-clutch arrangement (16), the is coupled to the extension area (42) of the differential carrier (18) via the ring gear ratio stage (14) and by means of which an input friction element (34; 36a, b) can be selectively coupled with two output friction elements (38a, b), each of which is coupled to one of the output shafts (30, 32), characterized in that on the extension region (42) of the differential carrier (18) one with the latter Rotating ring gear (50) is arranged, which together with a pinion (52) meshing with it forms an angular drive, via which a torque can be transmitted to a second driven axis.

Differential arrangement after Claim 1 , characterized in that the extension area (42) of the differential cage (18) is of modular construction, the area carrying the ring gear (50) and the area supporting the input spur gear (44) being designed as interchangeable modules.

Differential arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the ring gear (48) of the ring gear ratio stage (14) has two axially adjacent regions of different diameter and different number of teeth, of which a first region with the input spur gear (44) and a second region with the output spur gear (46) combs.

Differential arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the pinion (52) of the angular drive is connected to an input element of an adjacent, controllable longitudinal clutch (56), the output element of which is connected to a cardan shaft (54) coupled to the second axis.

Differential arrangement after Claim 4 , characterized in that the longitudinal coupling (56) is a Haldex coupling.

Differential arrangement according to one of the Claims 4 to 5 , characterized in that the cross coupling arrangement (16) and the longitudinal coupling (56) can be controlled by means of a common control device.

Differential arrangement according to one of the Claims 4 to 6 , characterized in that the cross coupling arrangement (16) and the longitudinal coupling (56) can be actuated by means of a common hydraulic arrangement.